Що таке біолюмінесценція грибів і для чого вона потрібна (ФОТО)

Ніщо так не розпалює цікавість і уяву, як моторошне сяяння, особливо коли його джерело є таємницею. Біолюмінесценція грибів зачаровує любителів природи з 350 року до н. е., коли грецький філософ Аристотель задокументував «холодний вогонь», що виходить з лісу. Подібні спостереження породили культурні міфи та легенди по всьому світу, часто пов’язуючи їх з невідомим і надаючи їм духовного значення.

Також відомі як «казковий вогонь» і «лисячий вогонь», причому «лисячий», ймовірно, походить від faux (несправжній) у старофранцузькій мові, ці гриби, що світяться зеленим кольором, спантеличували наукову спільноту протягом століть. Джерело їх походження було визначено лише у 1823 році.

Поступово отримавши краще розуміння цього явища, дослідники зараз активно шукають практичне застосування цього низькоенергетичного джерела світла.

Що таке біолюмінесценція

Здатність живих організмів виробляти світло називається біолюмінесценцією. Це хімічний процес, досить поширений серед глибоководних істот, хоча їх рідко можна побачити. Світлячки та черв’яки-світлячки є наземними прикладами з тваринного світу, а серед близько 120 000 ідентифікованих видів грибів майже 100 мають біолюмінесценцію.

Біолюмінесценція — це внутрішня хімічна реакція, яка відбувається, коли каталізатор люцифераза взаємодіє з субстратом люциферином, утворюючи оксилюциферин. Цей процес вивільняє кисень і світло, і його можна спостерігати у багатьох грибів у помірних регіонах світу.

У деяких грибів біолюмінесценція проявляється в ніжці або відростках плодових тіл, тоді як в інших — лише в їхньому підземному міцелії. Деякі з них демонструють безперервну люмінесценцію, тоді як інші світяться лише вночі — за допомогою циркадного годинника, що регулює час досягнення пікових концентрацій люциферину та люциферази.

Функція біолюмінесценції

Біолюмінесценція слугує різноманітним цілям у природі. У світлячків вона використовується для комунікації та приваблення партнера. Для багатьох морських істот вона приманює здобич, щоб наблизитися до неї. У грибів вона приваблює нічних комах, які харчуються грибом та розносять спори. Це особливо корисно в густому лісі, де вітер не є надійним розповсюджувачем.

Приклади біолюмінесценції грибів

Якох-таке

Mycena chlorophos — це сапрофітний гриб, тобто він живиться мертвою та гниючою деревиною. Вночі він випромінює зелене сяйво, за що в Японії отримав назву «якох-таке», або «гриб-нічник». Цей гриб легко вирощувати в лабораторних умовах, і він сприяв глибшому розумінню біолюмінесценції грибів.

Джек-о-ліхтар

Гриб Джек-о-ліхтар, що походить з Північної Америки, зазвичай зустрічається навколо пнів, оскільки він також живиться мертвою деревиною. Цей гриб отруйний для споживання, але містить сполуки, що вбивають рак, які є предметом медичних досліджень.

Опеньок медовий

Опеньок (Armillaria mellea) є одночасно сапрофітом і паразитом, живлячись як мертвою, так і живою деревиною. Він утворює рясні деревостани середньо-коричневих грибів, але вони не випромінюють світла. Цей гриб має міцелій, що світиться, і це може відлякувати підземних мешканців, таких як комахи та дрібні гризуни, від поїдання грибів.

Гриб-привид

Гриб-привид, що зустрічається на півдні Австралії, в Танзанії та деяких частинах Індії, особливо відомий своєю надзвичайною біолюмінесценцією. Як і інші види Omphalotus, гриб-привид досить отруйний, але деякі екстракти виявляють багатообіцяючу цитотоксичну активність щодо ракових клітин, а інші — протизапальну, протипухлинну та антимікробну активність.

Вічносяючий гриб

Як випливає з назви, цей гриб завжди світиться, хоча вдень його важко помітити. Мініатюрний гриб світиться лише вздовж своїх тонких, тендітних ніжок. Він надзвичайно рідкісний — зустрічається лише в тропічних лісах Сан-Паулу, Бразилія. Він не має відомої лікарської цінності, занадто крихітний і рідкісний, щоб розглядати його як їжу, але це краса, на яку варто дивитися.

Використання біолюмінесценції грибів

Майбутнє грибної біолюмінесценції є яскравим, з широким спектром потенційних застосувань.

Оздоровлення

Наявність природного джерела ненагрітого світла дуже корисна, коли йдеться про виявлення певних станів в організмі людини — таких як бактерії, ракові клітини, стовбурові клітини та віруси. Чутлива біолюмінесцентна бактерія також може бути використана для виявлення екологічних небезпек, таких як забруднення питної води та токсичність ґрунту.

Сільське господарство

Завдяки генетичній модифікації ці можливості виявлення можуть бути поширені на рослини, що дозволить їм сигналізувати, коли їм потрібна вода або поживні речовини, або коли вони страждають на ранніх стадіях хвороби чи зараження комахами.

Освітлення з низьким рівнем споживання енергії

Уявіть, якби замість сліпучого вуличного світла нічний пейзаж освітлювало ледь помітне сяйво живих рослин. Завдяки успішній генній інженерії, яка вже досягла успіху у створенні менших рослин — таких як помідори, троянди, петунії та барвінок — дослідники сподіваються створити біолюмінесцентні вуличні дерева. Це енергетично нейтральне рішення забезпечить тінь і красу дерева вдень і м’яке світло, необхідне для безпеки вночі — без необхідності заміни лампочки.

Внутрішні ландшафти та зелена архітектура також могли б виграти від сяючих насаджень, оскільки вони додали б візуального інтересу для вечірніх заходів і покращили б можливості спостереження в неактивні години.

Нові інтерфейси для комунікації

Біолюмінесцентна чутливість також може стати основою для високорівневих комунікаційних інтерфейсів, які поки що можна побачити лише в науковій фантастиці.